青藏高原冻土退化对地表水文过程的影响和贡献

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41871062
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0106.冰冻圈科学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Persistent increase in air temperature causes the dramatically degradation of permafrost on the Qinghai-Tibet Plateau (QTP), which changes the recharge processes of permafrost meltwater to the surface water, and significantly alters the surface hydrological processes in permafrost regions on QTP. Changes in surface hydrological processes will extensively influence the dynamic changes and allocation patterns of water resources on QTP. However, the resultant hydrological effects of permafrost (ice) thaw on surface hydrological processes and quantitative estimation studies are not well documented currently. Considering the regional differentiations in permafrost distribution and ground ice contents, the impacts of permafrost degradation on the surface hydrology were not consistent in different areas of QTP. This program will select three most representative regions with different frozen soil (permafrost) and ground ice conditions, aims at studies on the impact of permafrost degradation on the surface hydrological processes on QTP. The stable and radioactive isotopic methods were employed combining with in-situ permafrost hydrological observation ways to reveal the seasonal variations of active layer hydrology, and subsequent elucidation of the recharge processes of suprapermafrost water and permafrost (ground ice) meltwater to surface water components. Additionally, the program also will quantitatively estimate the recharge contribution of permafrost (ground ice) meltwater to surface water. Finally, the parametric model is built to simulate and predict the impact of permafrost degradation on surface hydrology under different air temperature rise patterns on QTP in the coming decades. The program results will provide data support and theoretical basis in intensive study on the permafrost hydrology and water resources assessment of QTP, also offer important references to water system dynamic evolution and cryosphere change research in permafrost regions.
青藏高原持续升温导致冻土退化加剧,改变了冻土融水对地表水体的补给过程,使得冻土区的地表水文过程发生显著变化,对青藏高原水资源的动态变化产生重要影响。由于青藏高原冻土和地下冰分布的区域差异,冻土退化对地表水文过程的影响不尽相同。目前对不同冻土类型和含冰量条件下冻土退化产生的水文变化及其定量研究还处于初步探索阶段。因此,本项目拟选择青藏高原三个有典型代表性的研究区,基于稳定和放射性同位素技术,结合野外水文观测,开展青藏高原不同冻土和含冰量区域冻土退化对地表水文过程的影响研究。通过揭示活动层水文过程的变化规律,阐明冻结层上水和冻土融水对地表水体的补给过程,定量估算冻土融水对地表水体的补给量,模拟预测未来不同升温模式下青藏高原冻土退化对地表水文过程的影响和贡献。为深入研究青藏高原冻土水文过程和水资源评估提供数据支持和理论依据,为冻土区水循环系统动态演化和冰冻圈变化研究提供重要的借鉴和参考。

结项摘要

青藏高原持续升温导致冻土退化加剧,改变了冻土融水对地表水体的补给过程,使得冻土区的地表水文过程发生显著变化。本项目选择青藏高原两个不同冻土和地下冰分布类型的典型区域开展水文过程研究工作。通过野外径流观测、长序列周期性采样工作以及同位素示踪技术,分析了河水、热融湖塘、冻结层上水以及地下冰同位素时空变化规律,揭示了冻土和地下冰对径流量、湖塘水量平衡的影响,最终定量估算了地下冰融水对河流和湖塘的水文贡献量。研究结果显示,降水是冻结层上水的主控因素,但是在融化季,冻土和地下冰融水的贡献不可忽视。浅层地下冰主要受到夏季降雨、冻结层上水和冬季降雪的补给。径流观测结果显示,9-10月径流量出现峰值,主要受到降水和冻土(地下冰)融水的补给。基于径流分割模型计算显示,降水对河水的贡献占52-53%,浅层地下冰融水贡献率为13.2-16.7%。另外,地下冰融水的贡献量呈现出显著的季节差异,8月和9月,其贡献斜率高达22.55-31.9%,体现了冻土退化对地表径流过程的显著影响。另外,在冻土退化背景下,受蒸发、降水和地下冰融水的协同影响,热融湖塘水量平衡发生显著改变,且呈现出明显的时空差异。8-10月,夏秋季节降水和地下冰融水是高原热融湖塘水量平衡的决定性因素。最后基于同位素技术构建了冻土退化背景下青藏高原冻土水文概念模型,揭示了区域降水、地下冰以及地下水之间的水力联系。本项目研究结果首次将地下冰作为冻土水文循环的重要单元,定量估算了地下冰融水的水文贡献,为青藏高原冻土区水循环以及冻土生态环境研究提供重要的基础数据和技术借鉴。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Spatial-temporal trends of hydrological transitions in thermokarst lakes on Northeast Qinghai-Tibet Plateau based on stable isotopes
基于稳定同位素的青藏高原东北部热岩溶湖泊水文转变时空变化趋势
  • DOI:
    10.1016/j.jhydrol.2021.126314
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Journal of Hydrology
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Yang Yuzhong;Wu Qingbai;Liu Fengjing;Jin Huijun
  • 通讯作者:
    Jin Huijun
Ground ice at depths in the Tianshuihai Lake basin on the western Qinghai-Tibet Plateau: An indication of permafrost evolution
青藏高原西部天水海湖盆地深处的地冰:多年冻土演化的标志
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2020.138966
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Science of the Total Environment
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Yang Yuzhong;Wu Qingbai;Jiang Guanli;Zhang Peng
  • 通讯作者:
    Zhang Peng
High‐resolution stable isotopic signals of ground ice indicate freeze–thaw history in permafrost on the northeastern Qinghai–Tibet Plateau
地面冰的高分辨率稳定同位素信号表明青藏高原东北部多年冻土的冻融历史
  • DOI:
    10.1002/ppp.2172
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    Permafrost and Periglacial Processes
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Yuzhong Yang;Qingbai Wu;Huijun Jin
  • 通讯作者:
    Huijun Jin
Dissolved Organic Carbon (DOC) in Ground Ice on Northeastern Tibetan Plateau
青藏高原东北部地冰中溶解有机碳(DOC)
  • DOI:
    10.3389/feart.2022.782013
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
    Frontiers in Earth Science
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Yuzhong Yang;Xiaoyan Guo;Qingfeng Wang;Huijun Jin;Hanbo Yun;Qingbai Wu
  • 通讯作者:
    Qingbai Wu
Formation processes of shallow ground ice in permafrost in the Northeastern Qinghai-Tibet Plateau: A stable isotope perspective
青藏高原东北部多年冻土浅层冰的形成过程:稳定同位素视角
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2022.160967
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Science of The Total Environment
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Yuzhong Yang;Xiaoyan Guo;Qingbai Wu;Huijun Jin;Fengjing Liu
  • 通讯作者:
    Fengjing Liu

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其他文献

Consumption of atmospheric methane by the Qinghai–Tibetan Plateau alpine steppe ecosystem
青藏高原高寒草原生态系统对大气甲烷的消耗
  • DOI:
    10.5194/tc-12-2803-2018
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    The Cryosphere
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贠汉伯;吴青柏;杨玉忠
  • 通讯作者:
    杨玉忠
直链烷烃与JP-10混配二元体系的体积性质
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    高等学校化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    林瑞森
PI3K/Akt对深低温低流量小鼠模型的脑保护作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中华小儿外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨玉忠;莫绪明;易龙
  • 通讯作者:
    易龙
二氮嗪对深低温丢流量小鼠脑的保护作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中华实验外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨玉忠;莫绪明;易龙
  • 通讯作者:
    易龙
正丁醇/正戊醇+JP-10二元体系的体积性质
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    高等学校化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨玉忠;龚先杰;方文军;林瑞森
  • 通讯作者:
    林瑞森

其他文献

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杨玉忠的其他基金

基于稳定同位素示踪技术的青藏高原北麓河小流域冻土产流过程研究
  • 批准号:
    41501071
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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